JP6763140B2 - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、用紙搬送装置及び画像形成装置に関し、特に、用紙を搬送する搬送ユニットと排紙ローラとを同一のモータを用いて駆動する用紙搬送装置及び画像形成装置に関する。

用紙搬送装置は、例えば、画像形成装置等において、画像が形成される用紙を搬送するのに用いられる。このような用紙搬送装置を用いた画像形成装置には、スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）や、ファクシミリ装置、複写機、及びプリンタなどがある。

用紙搬送装置を用いる装置において、単位時間当たりに搬送する用紙の数を増やして高い生産性を確保するためには、用紙を搬送するためのローラを速い速度で回転させる必要がある。しかしながら、速い速度でローラを回転させると、排紙ローラによって高速で用紙が排紙トレイに排出され、排紙トレイ上に排出された用紙の積載性が悪化する（排紙トレイ上の用紙が不ぞろいとなる）。

このような問題に対して、排紙ローラについては他の搬送ローラを駆動するモータとは別のモータを用いて駆動し、用紙を排紙する直前だけ排紙ローラの回転速度を減速させることで、高生産性と積載性とが確保できるようにした例がある（例えば、下記特許文献１，２参照）。

特許第４４０４８７６号公報 特開２００４−３３３６３４号公報

ところで、上記の特許文献１や特許文献２に記載されているような構成では、排紙ローラを排紙時にのみ減速させるために、排紙ローラを駆動するための個別のモータを用いるので、消費電力が悪化したり、製造コストが増加したりするという問題がある。

高い生産性、積載性、及び低消費電力性を達成するには、排紙ローラを駆動するモータと、他の搬送ローラを駆動するモータとを共通化させる必要がある。例えば、排紙モータを削減して排紙ローラに近いモータを排紙モータの駆動源とする必要がある。しかしながら、このように他の搬送ローラを駆動するモータを用いて排紙ローラを駆動する場合において、他の搬送ローラの回転速度を落とさずに高い生産性を確保しようとすると、積載性が悪化するという問題がある。すなわち、他の搬送ローラと排紙ローラとは共に用紙を搬送するための一定の速度で回転し、用紙が勢い良く排出されてしまう。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、簡素な構成であって消費電力が低く、排紙トレイへの用紙の積載性が高い用紙搬送装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、用紙搬送装置は、用紙の搬送経路に配置されており、搬送される用紙を排紙トレイに排紙する排紙ローラと、搬送経路の排紙ローラよりも上流側で用紙を搬送する搬送ユニットと、用紙搬送時において一定のシステム速度で回転し、搬送ユニットを駆動するモータと、モータの動力を排紙ローラに伝達し、排紙ローラを回転させる伝達機構と、伝達機構の動作を制御する制御手段とを備え、伝達機構は、用紙搬送時において排紙ローラの周速を変更可能であり、制御手段は、用紙が排紙トレイに排紙されるとき、伝達機構の動作を制御して排紙ローラの周速を一時的に減速する減速制御を行い、伝達機構は、モータの動力を伝達する経路上に設けられ、モータの動力が伝達される内歯車と、内歯車の駆動力が伝達される遊星歯車と、遊星歯車を保持し、動力を前記排紙ローラに伝達するキャリアと、太陽歯車とを含む遊星歯車機構と、モータの動力が入力される入力軸と、太陽歯車に連結された出力軸とを有するクラッチと、太陽歯車にはめ込まれたキックスプリングとを含み、制御手段は、クラッチを接続することで減速制御を行い、クラッチが切断されている場合に、遊星歯車の回転に伴う太陽歯車の回転は、キックスプリングの緩み側の締まり力によって停止される。

好ましくは、制御手段は、搬送中の用紙の後端が搬送ユニットを通過した後に、減速制御を行う。

好ましくは、制御手段は、所定の紙種の用紙が搬送されているときには減速制御を行わない。

好ましくは、制御手段は、用紙搬送装置から排紙される用紙が排紙トレイに排紙されずに後処理装置に導入される場合には、減速制御を行わない。

好ましくは、制御手段は、用紙搬送装置の動作モードが所定の動作モードであるときには、減速制御を行わない。

好ましくは、所定の動作モードは、静音モード又は消費電力削減モードである。

好ましくは、排紙ローラは、伝達機構に対して、用紙が排紙される方向に回転自在となるように、ワンウェイクラッチを用いて接続されている。

この発明の他の局面に従うと、画像形成装置は、上述のいずれかに記載の用紙搬送装置と、電子写真方式により用紙に画像を形成する画像形成部とを備え、用紙搬送装置は、画像形成部により画像が形成された用紙を搬送し、搬送ユニットは、定着ローラを用いて用紙に転写されたトナー像を用紙に定着させる定着ユニットである。

これらの発明に従うと、簡素な構成であって消費電力が低く、排紙トレイへの用紙の積載性が高い用紙搬送装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置のハードウェア構成を示す側面図である。 画像形成装置の構成を示すブロック図である。 伝達機構を示す背面図である。 伝達機構及び排紙ローラを示す斜視図である。 伝達機構のうち、排紙ローラ近傍の部位を拡大して示す斜視図である。 クラッチがオフであるときの伝達機構の動作を説明する図である。 クラッチがオンであるときの伝達機構の動作を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態の１つにおける用紙搬送装置を用いた画像形成装置について説明する。

画像形成装置は、用紙などをローラにより搬送しその用紙などに電子写真方式により印刷（プリント）を行うプリント機能や、文書データなどをＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などに保存するサーバ機能などを有しているＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である。画像形成装置は、例えば中間転写を行う電子写真方式により、搬送する用紙にカラー画像を形成することができる。

［実施の形態］

本実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成について説明する。

［画像形成装置の全体の構成］

図１は、本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置のハードウェア構成を示す側面図である。

図を参照して画像形成装置（用紙搬送装置の一例）１は、給紙カセット３と、排紙トレイ５と、プリント部３０と、電源装置１６とを備える。

給紙カセット３は、画像形成装置１の下部に、画像形成装置１の筐体に抜き差し可能に配置されている。各給紙カセット３に装てんされた用紙は、印字時に、１枚ずつ給紙カセット３から給紙され、プリント部３０に送られる。

排紙トレイ５は、画像形成装置１の筐体の上方に配置されている。画像形成装置１は、プリント部３０により画像が形成された用紙を、筐体の内部で搬送し、排紙トレイ５上に排紙する。

プリント部３０は、画像形成装置１の筐体の内部に配置されている。プリント部３０は、搬送部２００と、トナー像形成部３００と、定着装置４００と、駆動部（図２に図示）５００とを有している。プリント部３０は、いわゆるタンデム方式でＣＭＹＫの４色の画像を合成し、用紙にカラー画像を形成可能に構成されている。

搬送部２００は、給紙ローラ２１０及びレジストローラ２２０を含んでいる。給紙ローラ２１０及びレジストローラ２２０は、それぞれ、例えば対向する２つのローラで用紙を挟みながらそのローラを回転させて用紙を搬送する。給紙ローラ２１０は、給紙カセット３から用紙を１枚ずつ給紙する。給紙ローラ２１０により、用紙が画像形成装置１の筐体の内部に給紙される。レジストローラ２２０は、給紙ローラ２１０により給紙された用紙をトナー像形成部３００に搬送する。

また、搬送部２００には、定着装置４００と、排紙ローラ６００とが含まれる。排紙ローラ６００は、用紙の搬送経路の最下流に配置されている。定着装置４００は、用紙の搬送経路の排紙ローラ６００よりも上流側に配置されている。定着装置４００は、画像が形成された用紙を排紙ローラ６００に搬送する搬送ユニットとしても機能する。排紙ローラ６００は、レジストローラ２２０により搬送された用紙を排紙トレイ５に排出する。搬送部２００は、これら以外にも用紙を搬送するためなどに用いられるローラを有していてもよい。

トナー像形成部３００は、４色のトナーボトル３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｋ（以下、これらをまとめてトナーボトル３０１と呼ぶことがある）と、中間転写ベルト３０５と、一次転写ローラ３０６と、二次転写ローラ３０７と、４組の現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃ，３１０Ｋ（以下、これらをまとめて現像ユニット３１０と呼ぶことがある）と、レーザスキャンユニット３２０などで構成されている。

イエロートナーボトル３０１Ｙ、マゼンタトナーボトル３０１Ｍ、シアントナーボトル３０１Ｃ、ブラックトナーボトル３０１Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）のＣＭＹＫ各色のトナーを貯蔵する。

中間転写ベルト３０５は、環状であり、２つのローラ間に架けわたされている。中間転写ベルト３０５は、搬送部２００と連動して回転する。二次転写ローラ３０７は、中間転写ベルト３０５のうち一方のローラに接触している部分に対向するように配置されている。用紙は、中間転写ベルト３０５と二次転写ローラ３０７との間で挟持されながら搬送される。

本実施の形態において、二次転写ローラ３０７は、中間転写ベルト３０５に常時当接している。

現像ユニット３１０は、感光体３１１（現像ユニット毎に感光体３１１Ｙ，３１１Ｍ，３１１Ｃ，３１１Ｋが設けられる。）、帯電器３１２（図２に示す）、現像部３１３（図２に示す）、及びクリーナなどを含む。イエロー現像ユニット３１０Ｙ、マゼンタ現像ユニット３１０Ｍ、シアン現像ユニット３１０Ｃ、ブラック現像ユニット３１０Ｋは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像を形成するために配置されている。現像ユニット３１０は、中間転写ベルト３０５の直下に並置されている。

帯電器３１２には、帯電バイアス電圧が印加される。それにより、帯電器３１２は、感光体３１１の表面を帯電させる。

レーザスキャンユニット３２０は、各感光体３１１上にレーザ光を走査することで、感光体３１１の表面に静電潜像を形成する。

現像部３１３は、例えば現像ローラを用いて、静電潜像を現像することにより、感光体３１１上にトナー像を形成する。現像部３１３は、キャリア及びトナーを含む二成分現像剤を用いて、静電潜像を現像する。本実施の形態において、トナーは負極側（マイナス）に帯電する。

トナー像形成部３００は、上記のようにして、各色の現像ユニット３１０において感光体３１１上にトナー像を形成する。そして、各色のトナー像を一次転写ローラ３０６により中間転写ベルト３０５上に転写したうえで、中間転写ベルト３０５上のトナー像を、中間転写ベルト３０５と二次転写ローラ３０７との間を搬送される用紙に転写する。画像形成により現像ユニット３１０内のトナーが少なくなると、各色のトナーボトル３０１内に保管されたトナーが現像ユニットに供給される。

定着装置４００は、定着ローラ４０１及び加圧ローラ４０３を有している。定着装置４００は、定着ローラ４０１と加圧ローラ４０３とでトナー像が形成された用紙を挟持しながら搬送し、その用紙に加熱及び加圧を行う。これにより、定着装置４００は、用紙に付着したトナーを溶融させて用紙に定着させ、用紙に画像を形成する。定着装置４００を経由した用紙は、排紙ローラ６００により、画像形成装置１の筐体から排紙トレイ５に排出される。

なお、用紙の搬送経路の、定着装置４００よりも下流側で排紙ローラ６００よりも上流側の所定の位置には、用紙端センサ４３０が配置されている。用紙端センサ４３０は、搬送経路上を搬送される用紙の先端部及び後端部を検出できる。

駆動部５００は、例えば、メインモータ５０１、定着モータ５０２、カラー現像モータ５０４、及びカラー感光体モータ５０５を有している。駆動部５００は、後述する制御部２０（図２に示す。）の制御の下で駆動される。メインモータ５０１は、給紙工程から転写工程までで搬送部２００を駆動し、搬送部２００に用紙を搬送させる。また、メインモータ５０１は、中間転写ベルト３０５と、黒感光体３１１Ｋと、一次転写ローラ３０６と、二次転写ローラ３０７とを共に駆動する。定着モータ５０２は、定着装置４００及び排紙ローラ６００の駆動を行う。カラー現像モータ５０４は、イエロー・マゼンタ・シアンの現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃの駆動を行う。カラー感光体モータ５０５は、イエロー・マゼンタ・シアンの感光体３１１Ｙ，３１１Ｍ，３１１Ｃの駆動を行う。

なお、画像形成装置１の駆動時において、各モータ５０１，５０２，５０４，５０５は、互いに対応する一定のシステム速度（プロセス速度）で回転する。これにより、プリント部３０の各部が同期して動作し、用紙が搬送され、その用紙に画像が形成され、排出される。

電源装置１６は、比較的低圧な駆動用電源及び制御用電源や、トナー像の転写等に利用される高圧電源を供給する。電源装置１６は、画像形成装置１の筐体の内部に設けられている。電源装置１６は、商用電源に接続され、商用電源を基に画像形成装置１の各部に電力を供給する。

図２は、画像形成装置１の構成を示すブロック図である。

図を参照して、画像形成装置１は、さらに、操作部１１と、制御部２０と、インターフェイス部２９とを備えている。

制御部２０は、大まかに、ＭＦＰコントローラ２０ａと、エンジン制御部２０ｂとを含んでいる。ＭＦＰコントローラ２０ａは、主に、画像形成装置１の全体的な動作をつかさどる制御を行う。エンジン制御部２０ｂは、ＭＦＰコントローラ２０ａの制御に基づいて動作し、主に、プリント部３０の動作を制御する。

操作部１１は、画像形成装置１の筐体に、ユーザにより操作可能に配置されている。操作部１１には、表示パネル１３が配置されている。表示パネル１３は、例えば、タッチパネルを備えたＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。表示パネル１３は、ユーザに案内画面を表示したり、操作ボタンを表示してユーザからのタッチ操作を受け付けたりする。表示パネル１３は、ＭＦＰコントローラ２０ａにより制御されて表示を行う。操作部１１は、表示パネル１３や操作ボタン（図示せず）などがユーザにより操作されると、その操作に応じた操作信号又は所定のコマンドをＣＰＵ２１に送信する。すなわち、ユーザは、操作部１１に操作を行うことにより、画像形成装置１に種々の動作を実行させることができる。

ＭＦＰコントローラ２０ａは、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２５などを有している。ＭＦＰコントローラ２０ａは、操作部１１、不揮発性メモリ２７、インターフェイス部２９、及び電源装置１６などと共にシステムバスに接続されている。これにより、ＭＦＰコントローラ２０ａと画像形成装置１の各部とが、信号を送受可能に接続されている。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２５、又はその他不揮発性メモリなどに記憶された制御プログラム２３ａなどを実行することにより、画像形成装置１の種々の動作を制御する。ＣＰＵ２１は、操作部１１から操作信号が送られたり、クライアントＰＣなどから操作コマンドが送信されたりすると、それらに応じた制御プログラム２３ａを実行する。これにより、ユーザによる操作部１１の操作などに応じて、画像形成装置１の動作が行われる。

ＲＯＭ２３は、例えばフラッシュＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）である。ＲＯＭ２３には、画像形成装置１の動作を行うために用いられるデータが記憶されている。また、ＲＯＭ２３には、画像形成装置１の種々の動作を行うための制御プログラム（プログラム）２３ａが記憶されている。そのほか、ＲＯＭ２３には、画像形成装置１の機能設定データなどが記憶されていてもよい。ＣＰＵ２１は、所定の処理を行うことにより、ＲＯＭ２３からのデータの読み込みや、ＲＯＭ２３へのデータの書き込みを行う。ＲＯＭ２３は、書換え不可能なものであってもよい。

ＲＡＭ２５は、ＣＰＵ２１のメインメモリである。ＲＡＭ２５は、ＣＰＵ２１が制御プログラム２３ａを実行するときに必要なデータを記憶するのに用いられる。

なお、制御部２０の構成は、これに限られるものではない。

インターフェイス部２９は、例えば、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）などのハードウェア部と、所定の通信プロトコルで通信を行うソフトウェア部とが組み合わされて構成されている。インターフェイス部２９は、画像形成装置１をＬＡＮなどの外部ネットワークに接続する。これにより、画像形成装置１は、外部ネットワークに接続されているクライアントＰＣなどの外部装置と通信可能になる。画像形成装置１は、クライアントＰＣからジョブを受信可能である。また、画像形成装置１は、画像データを、クライアントＰＣに送信したり、メールサーバなどを介してＥ−ｍａｉｌにより送信したりすることができる。

インターフェイス部２９は、無線通信により外部ネットワークに接続可能に構成されていてもよい。インターフェイス部２９は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インターフェイスであってもよい。この場合、インターフェイス部２９は、通信ケーブルを介して接続された外部装置と画像形成装置１とを通信可能にする。

プリント部３０は、さらに、高圧部３４０を有している。高圧部３４０は、各現像ユニット３１０に対してトナー像の生成に関して用いられる高圧電圧を発生させたり、一次転写ローラ３０６や二次転写ローラ３０７を帯電させるための高圧の出力電圧を発生させたりする。プリント部３０の各部は、エンジン制御部２０ｂにより制御されて各種の動作を行う。すなわち、プリント部３０の動作は、制御部２０により制御される。

制御部２０は、画像形成装置１を、いくつかの動作モードで動作させることができる。どの動作モードで動作させるかは、ユーザから情報が送信されたりユーザによる操作入力が行われたりすることにより指定されるが、所定の条件に基づいて制御部２０が自ら動作モードを決定してもよい。

動作モードとしては、通常の動作モードのほか、通常の動作モードとは動作態様が異なる動作モードがある。

例えば、消費電力削減モードでは、画像形成装置１の各部が、通常の動作モードでの駆動時よりも消費される電力が小さくなる態様で駆動される。これにより、画像形成装置１において消費される電力が削減される。

また、例えば、静音モードでは、画像形成装置１の各部が、通常の動作モードでの駆動時よりも画像形成装置１の駆動時に発生する音の大きさが小さくなる態様で駆動される。これにより、画像形成装置１から発生する騒音が小さくなる。

［減速制御の説明］

従来一般的に用いられる、排紙ローラ６００を回すための構成は、定着モータ５０２を駆動源としたものである。この場合、定着モータ５０２を駆動源に、定着ローラ４０１の周速と同じ程度の周速で排紙ローラ６００が回るようにする。しかしながら、生産性を高めるために用紙の搬送速度を高速にすると、用紙の排出速度が速くなり、積載性が悪化する。

予め、定着ローラ４０１に対して、排紙ローラ６００の回転速度が遅くなるように減速比を設定しておくことも可能である。しかしながら、その際には、定着ローラ４０１と排紙ローラ６００との間で用紙のループ量が大きくなりすぎたり、後ろの用紙が先の用紙に追いついてしまい、重送が発生するというような問題が発生する可能性がある。

これに対し、本実施の形態においては、制御部２０は、用紙が排紙トレイ５に排紙されるとき、排紙ローラ６００の周速を一時的に減速させる減速制御を行うことができる。減速制御は、定着モータ５０２の動力を排紙ローラ６００に伝達するための伝達機構６１０（図３に示す。）の動作を制御することにより、行われる。制御部２０は、用紙端センサ４３０による用紙の端部の検出結果に応じて、減速制御を行う。すなわち、制御部２０は、用紙端部の検出結果に基づいて、用紙の位置を判別することができる。所定の位置に用紙が位置しているときに、減速制御を行う。

図３は、伝達機構６１０を示す背面図である。図４は、伝達機構６１０及び排紙ローラ６００を示す斜視図である。

図３においては、画像形成装置１を背面側から見たときの図（図１とは反対側から見たときの図）が示されている。図４においては、排紙ローラ６００の上方に配置されている排紙ユニットの一部を、説明のため、二点鎖線で示している。

図３に示されるように、排紙ローラ６００が設けられている位置と、定着モータ５０２が配置されている位置とは、上下方向に離れている。図４に示されるように、伝達機構６１０は、複数の歯車やベルト、及びプーリなどが組み合わされて構成されている。伝達機構６１０は、定着モータ５０２の動力を、排紙ローラ６００に伝達し、排紙ローラ６００を回転させる。図３及び図４において、矢印Ｇは、用紙の排出方向を示す。

図５は、伝達機構６１０のうち、排紙ローラ６００近傍の部位を拡大して示す斜視図である。

図５において、伝達機構６１０を構成する部材の一部（内歯車６２０）が、二点鎖線で示されている。また、各歯車について、歯の図示は省略されている。

図５に示されるように、本実施の形態において、伝達機構６１０には、遊星歯車機構６４０と、クラッチ（クラッチ機構）６６０とが設けられている。伝達機構６１０は、これらの遊星歯車機構６４０とクラッチ６６０とを用いて、用紙搬送時において排紙ローラ６００の周速を変更可能に、定着モータ５０２の回転力を、排紙ローラ６００に伝達する。

クラッチ６６０の軸上にある入力シャフト６１１と、遊星歯車機構６４０の軸上にある出力シャフト６１２と、排紙ローラ６００の排紙軸シャフトとは、主走査方向（搬送方向に直交する方向）が長手方向になるように、配置されている。排紙軸シャフトには、主走査方向に並ぶ複数個のゴムローラが取り付けられている。このゴムローラが用紙に接触することにより、排紙ローラ６００まで搬送された用紙が、排紙トレイ５上に排紙される。

入力シャフト６１１の背面側（図５において手前側）には、入力プーリ６２１が取り付けられている。入力プーリ６２１は、クラッチ６６０の入力側に繋がっている。

出力シャフト６１２の背面側には、出力プーリ６２２が取り付けられている。出力プーリ６２２は、遊星歯車機構６４０のキャリア６４３に繋がっている。

出力シャフト６１２の出力プーリ６２２より正面側（図５において奥側）には、第２入力プーリ（図示せず）が配置されている。第２入力プーリは、遊星歯車機構６４０の内歯車６４２に繋がっている。そのため、第２入力プーリは、必ずしもキャリア６４３に繋がっている出力シャフト６１２と同じ回転速度で回転するものではない。

入力プーリ６２１と第２入力プーリとには、共に、定着モータ５０２側からの動力を伝達する第１ベルト６１３が架けられている。

出力プーリ６２２と、排紙ローラ６００の背面側に取り付けられている排紙軸プーリ６２３とには、第２ベルト６１４が架けられている。これにより、出力シャフト６１２の回転に伴って、排紙ローラ６００が回転する。

遊星歯車機構６４０は、出力シャフト６１２の正面側に配置されている。遊星歯車機構６４０は、太陽歯車６４１と、内歯車６４２と、複数の遊星歯車６４４を保持するキャリア６４３とを備えている。内歯車６４２は、第２入力プーリと共に回転する。キャリア６４３は、出力プーリ６２２と共に回転する。太陽歯車６４１は、出力シャフト６１２と同軸の回転軸回りに回転自在に取り付けられている。

クラッチ６６０は、入力シャフト６１１の正面側に取り付けられている。クラッチ６６０は、入力プーリ６２１と共に回転する入力側から、正面側の出力側への、動力の伝達をオン、オフする。出力側には、クラッチ歯車６６１が接続されている。クラッチ歯車６１は、太陽歯車６４１に噛み合っている。クラッチ６６０は、例えば電磁クラッチであり、電力が供給されないときに、オフ（動力の伝達を行わない）になるように構成されている。

伝達機構６１０は、このように構成されているので、第１のベルト６１３により伝達される、次のような２つの動力伝達経路を有している。

第１の伝達経路は、次のような経路である。定着モータ５０２から、定着駆動内の歯車系列を伝達して、排紙ユニット内の内歯車６４２に駆動力が伝達される。内歯車６４２の駆動力は遊星歯車６４４に伝達され、キャリア６４３を介して出力プーリ６２２に出力される。第２のベルト６１４により出力プーリ６２２の動力が排紙軸プーリ６２３に伝達され、排紙ローラ６００が回転する。

第２の伝達経路は、次のような経路である。定着モータ５０２から、定着駆動内の歯車系列を伝達して、入力プーリ６２１に駆動力が伝達される。なお、内歯車６４２と同じ第１のベルト６１３によりこのような駆動伝達が行われるが、入力プーリ６２１と内歯車６４２とで別のベルト等を用いて駆動伝達が行われるようにしてもよい。入力プーリ６２１に伝達された駆動力は、クラッチ６６０の入力側に伝達される。

ここで、クラッチ６６０がオフのとき、入力側は回転しているが、出力側のクラッチ歯車６６１は回転しない。そのため、太陽歯車６４１は回転せず、停止している。太陽歯車６４１には後述のようにキックスプリングが作用するからである。

反対に、クラッチ６６０がオンである場合は、入力プーリ６２１側から出力側のクラッチ歯車６６１に動力が伝達され、クラッチ歯車６６１が回転する。そのため、クラッチ歯車６６１と噛み合っている太陽歯車６４１が回転する。

クラッチ６６０の動作が制御部２０により制御されることで、伝達機構６１０は、第２の伝達経路における駆動状態を切り替える。これにより、伝達機構６１０は、排紙ローラ６００の高速駆動状態と低速駆動状態とを互いに切り替える。換言すると、制御部２０は、クラッチ６６０を動作させることにより、排紙ローラ６００を一時的に高速駆動状態から低速駆動状態にし、減速制御を行う。

図６は、クラッチ６６０がオフであるときの伝達機構６１０の動作を説明する図である。

図６において、内歯車６４２の図示は省略されている。

クラッチ６６０がオフであるとき、排紙ローラ６００は、システム速度で回転する（高速駆動状態）。すなわち、図６に示されるように、クラッチ６６０がオフであると、出力側に動力を伝達しない。そのため、第２の伝達経路において、クラッチ歯車６６１に噛み合う太陽歯車６４１が停止している状態となる。そうすると、第１の伝達経路による動力伝達が行われることにより、排紙ローラ６００がシステム速度に対応する速度で反時計方向に回転する。

すなわち、クラッチ６６０がオフであるときには、入力プーリ６２１は矢印Ｒ１で示されるように反時計方向に回転する。内歯車（図６に図示せず）６４２は矢印Ｒ２で示されるように反時計方向に回転する。キャリア６４３及び出力プーリ６２２は矢印Ｒ３で示されるように反時計方向に回転する。排紙ローラ６００は矢印Ｒ４で示されるように反時計方向に回転する。

ここで、このとき、太陽歯車６４１と噛み合っている遊星歯車６４４は高速で回転している。その駆動力は、キャリア６４３、出力プーリ６２２、排紙軸プーリ６２３に伝わるだけでなく、太陽歯車６４１にも伝わる。太陽歯車６４１を確実に停止させるための機構がなければ、太陽歯車６４１が回転してしまい、定着ローラ４０１と排紙ローラ６００との速度比を一定に保つことができず、重送などの問題が発生する可能性がある。そのため、太陽歯車６４１を確実に停止させる構造が設けられている。

太陽歯車６４１を停止させた状態を保つには、クラッチ歯車６６１と太陽歯車６４１との噛み合のみによる負荷を利用することも考えられる。しかしながら、一般的に、クラッチ６６０がオフであるときにはほとんど負荷が発生せず、太陽歯車６４１の回転を確実に停止することは困難である。そのため、例えばソレノイドを利用して太陽歯車６４１をロックし、回転力を確実に止める構造や、ばねの締まり力を利用して停止させる構造など、太陽歯車６４１を停止させたま保持する停止保持機構が用いられる。本実施の形態では、太陽歯車６４１にキックスプリングをはめ込むことにより、太陽歯車６４１を停止させている。キックスプリングは、一般的な使い方とは異なり、ばねの緩み側の締まり力によって、太陽歯車６４１を停止させることができる。これは、ばねの締まり側を用いて太陽歯車６４１が停止するようにしてしまうと、後述のようにクラッチ６６０がオンになったときにも太陽歯車６４１が回転できなくなるためである。ソレノイドを使用する場合と比較して、このようなキックスプリングを用いる方法では、回転速度を切り替えるときの応答性が良く、製造コストが安価になることや、省スペース性に優れているというような利点がある。

図７は、クラッチ６６０がオンであるときの伝達機構６１０の動作を説明する図である。

図７においても、内歯車６４２の図示は省略されている。

クラッチ６６０がオンであるとき、排紙ローラ６００は、システム速度よりも低速で回転する（低速駆動状態）。すなわち、図７に示されるように、クラッチ６６０がオンであると、第２の伝達経路において、入力プーリ６２１の動力が、クラッチ６６０の出力側に伝達される（矢印Ｒ１，Ｒ１１）。そうすると、クラッチ歯車６６１を介して太陽歯車６４１が、用紙を排紙するための出力プーリ６２２の回転方向とは反対方向の時計方向に回転する（矢印Ｒ１２）。

第２の伝達経路において、太陽歯車６４１が時計方向に回転する一方で、内歯車（図７において図示せず）６４２は、第１の伝達経路による動力伝達が行われるので、クラッチ６６０がオフの場合と同様に、反時計方向に回転する（矢印Ｒ２）。そうすると、遊星歯車６４４が公転する速度が、太陽歯車６４１が停止しているとき（システム速度で回転しているとき）に比べて遅くなるため、出力プーリ６２２の反時計方向の回転速度が遅くなる（矢印Ｒ２３）。したがって、排紙ローラ６００の回転速度が遅くなる（矢印Ｒ２４）。

以上のように、制御部２０は、クラッチ６６０のオン、オフを切り替えることで、減速制御を行い、排紙ローラ６００の回転速度をシステム速度よりも低速にすることができる。一般的に、減速制御は、用紙が排紙ローラ６００を抜ける直前に行われ、用紙が排紙ローラ６００を抜けた後は通常のシステム速度に戻されればよい。本実施の形態において、クラッチ６６０がオフであるときには排紙ローラ６００がシステム速度で回転し、オンにすることで減速制御が行われる。したがって、クラッチ６６０のオン時間を短く抑えることができ、減速制御を行うことによる消費電力の増加を最低限にとどめることができる。

また、排紙ローラ６００と定着ローラ４０１との関係は、以下のようにすればよい。すなわち、定着ローラ４０１と排紙ローラ６００とが共に用紙の搬送を行っている場合には、排紙ローラ６００の速度は、定着ローラ４０１の速度（すなわちシステム速度）にすることが望ましい。システム速度であることで、用紙のたわみ、ずれ、用紙の押し込みなどが発生せず、良好な状態で用紙を出力することができる。

一般的に、排紙ローラ６００を減速するタイミングは、搬送中の用紙の後端が定着ローラ４０１を抜けた後であればよい。ただし、用紙が定着ローラ４０１を抜けてからすぐに減速制御を行うと、排紙ローラ６００と定着ローラ４０１の速度比によっては、次の用紙が前の用紙に追いついてしまい、重送が発生することになる。そのため、減速制御を行っても次の用紙が前の用紙に追いつかない程度のタイミングで、減速制御を行うようにすればよい。排紙ローラ６００を減速させるタイミングを、用紙の後端が排紙ローラ６００を抜ける直前のタイミング以前にすることで、排紙トレイ５上の用紙の積載性を向上させることができる。

また、減速制御は、システム速度が比較的速いときだけに限定して行われるようにすればよい。厚紙など、普通紙に比べてＰＰＭ（１分間の印刷枚数）が遅く設定されるような、所定の紙種の用紙が搬送される場合には減速制御が行われなくてもよい。所定の紙種の用紙が通常のシステム速度よりも遅いシステム速度で搬送される場合には、減速制御を行わず、そのときのシステム速度のままで用紙の排紙を行うことにより、積載性を維持することができる。排紙ローラ６００から用紙を排出するときに、用紙の排出速度が遅すぎると、排紙トレイ５の壁面に用紙後端が引っかかって残ってしまうというような問題が発生する可能性があるためである。そのため、普通紙については減速制御を行い、厚紙等の所定の紙種の用紙については減速制御を行わないことにより、いずれの用紙についても積載性を維持することができる。

なお、画像形成装置１には後処理装置を取り付けることが可能である。後処理装置では、パンチ加工やステープル処理など、様々な後処理が行われる。このように後処理装置が取り付けられている場合には、制御部２０、減速制御を行わない。後処理装置で行われる処理には時間がかかる場合があるため、画像形成装置１から後処理装置に高速で用紙を搬送する必要があるためである。

なお、本実施の形態において、排紙軸プーリ６２３には、ワンウェイクラッチが設けられており、排紙ローラ６００は、伝達機構６１０に対して用紙が排紙される方向に回転自在になっている。これにより、後処理装置は、排紙ローラ６００から排出された用紙の先端部が後処理装置に導入されたとき、排紙ローラ６００の回転速度にかかわらずに排紙ローラ６００から用紙を引き抜き、その用紙の搬送を引き継ぐことができる。これにより、後処理装置において、速やかに用紙を搬送することができる。また、排紙ローラ６００を強制的に回転させる力が伝達機構６１０に伝達されるのを防ぐことができるので、排紙ローラ６００と用紙との間でスリップが発生したり、伝達機構６１０において歯飛び等が発生することによる不具合（振動による音の発生や形成される画像の品質低下など）を防止することができる。

制御部２０は、画像形成装置１の動作モードが所定の動作モードであるときには、減速制御を行わない。具体的には、例えば、画像形成装置１の動作モードが静音モードであるとき又は消費電力削減モードであるときには、制御部２０は、減速制御を行わない。

すなわち、伝達機構６１０には、クラッチ６６０を介してクラッチ歯車６６１が太陽歯車６４１に噛み合う構造が設けられているところ、静音モードでは、クラッチ６６０をオンにすることなく用紙の排紙を行うようにすることで、騒音の発生を小さく抑えることができる。また、クラッチ６６０をオンにすることなく用紙の排紙を行うようにすることで、クラッチ６６０をオンにするための電力が不要となり、消費電力をさらに低減することができる。

［実施の形態における効果］

以上のように構成された画像形成装置１では、排紙ローラ６００を回転させるためのモータを別個に設けることなく、積載性が保たれるように排紙ローラ６００を回転させることができる。したがって、画像形成装置１を簡素な構成にし、画像形成装置１の製造コストを低く抑えることができる。また、画像形成装置１の消費電力を低く抑えることができる。画像形成装置１の生産性を高くし、かつ、排紙トレイ５への用紙の積載性を高めることができる。

［その他］

なお、排紙ローラを駆動させるモータは、上述のような定着装置を駆動するモータに限られない。画像形成装置において用紙を搬送する搬送ユニットとして機能する部位に駆動力を供給する他のモータを用いて、排紙ローラが駆動されるようにしてもよい。

また、伝達機構の構成は、上記のようなものに限られない。例えば、クラッチの出力軸は、遊星歯車機構の太陽歯車と連動するように構成されていなくてもよい。すなわち、遊星歯車機構の太陽歯車、内歯車、及びキャリアのうち、１つがクラッチに接続され、別の１つが定着モータ側からの動力が入力されることにより回転し、それらの相互作用により他の１つが回転し、排紙ローラを回転させるように構成されていればよい。クラッチがオンのときに排紙ローラの周速が減速されるようにしてもよい。

画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置やこれらの複合機（ＭＦＰ）などいずれであってもよい。電子写真方式により画像を形成するものに限られず、例えばいわゆるインクジェット方式により画像を形成するものであってもよい。また、用紙搬送装置は、画像形成装置に用いられるものに限られず、用紙を搬送数して排紙トレイに排出する種々の装置において用いることが可能なものである。

上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアによって行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。

上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。上記のフローチャートで文章で説明された処理は、そのプログラムに従ってＣＰＵなどにより実行される。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置（用紙搬送装置の一例）
５ 排紙トレイ
２０ 制御部（制御手段の一例）
３０ プリント部
２００ 搬送部
４００ 定着装置（搬送ユニットの一例）
４０１ 定着ローラ
４３０ 用紙端センサ
５０２ 定着モータ
６００ 排紙ローラ
６１０ 伝達機構
６２１ 入力プーリ
６２２ 出力プーリ
６２３ 排紙軸プーリ
６４０ 遊星歯車機構
６４１ 太陽歯車
６４２ 内歯車
６４３ キャリア
６４４ 遊星歯車
６６０ クラッチ機構
６６１ クラッチ歯車

Claims (8)

1. 用紙の搬送経路に配置されており、搬送される用紙を排紙トレイに排紙する排紙ローラと、
   前記搬送経路の前記排紙ローラよりも上流側で用紙を搬送する搬送ユニットと、
   用紙搬送時において一定のシステム速度で回転し、前記搬送ユニットを駆動するモータと、
   前記モータの動力を前記排紙ローラに伝達し、前記排紙ローラを回転させる伝達機構と、
   前記伝達機構の動作を制御する制御手段とを備え、
   前記伝達機構は、用紙搬送時において前記排紙ローラの周速を変更可能であり、
   前記制御手段は、用紙が前記排紙トレイに排紙されるとき、前記伝達機構の動作を制御して前記排紙ローラの周速を一時的に減速する減速制御を行い、
   前記伝達機構は、
   前記モータの動力を伝達する経路上に設けられ、前記モータの動力が伝達される内歯車と、前記内歯車の駆動力が伝達される遊星歯車と、前記遊星歯車を保持し、動力を前記排紙ローラに伝達するキャリアと、太陽歯車とを含む遊星歯車機構と、
   前記モータの動力が入力される入力軸と、前記太陽歯車に連結された出力軸とを有するクラッチと、
   前記太陽歯車にはめ込まれたキックスプリングとを含み、
   前記制御手段は、前記クラッチを接続することで前記減速制御を行い、
   前記クラッチが切断されている場合に、前記遊星歯車の回転に伴う前記太陽歯車の回転は、前記キックスプリングの緩み側の締まり力によって停止される、用紙搬送装置。
2. 前記制御手段は、搬送中の用紙の後端が前記搬送ユニットを通過した後に、前記減速制御を行う、請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記制御手段は、所定の紙種の用紙が搬送されているときには前記減速制御を行わない、請求項１又は２に記載の用紙搬送装置。
4. 前記制御手段は、前記用紙搬送装置から排紙される用紙が前記排紙トレイに排紙されずに後処理装置に導入される場合には、前記減速制御を行わない、請求項１から３のいずれかに記載の用紙搬送装置。
5. 前記制御手段は、前記用紙搬送装置の動作モードが所定の動作モードであるときには、前記減速制御を行わない、請求項１から４のいずれかに記載の用紙搬送装置。
6. 前記所定の動作モードは、静音モード又は消費電力削減モードである、請求項５に記載の用紙搬送装置。
7. 前記排紙ローラは、前記伝達機構に対して、用紙が排紙される方向に回転自在となるように、ワンウェイクラッチを用いて接続されている、請求項１から６のいずれかに記載の用紙搬送装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の用紙搬送装置と、
   電子写真方式により用紙に画像を形成する画像形成部とを備え、
   前記用紙搬送装置は、前記画像形成部により画像が形成された用紙を搬送し、
   前記搬送ユニットは、定着ローラを用いて用紙に転写されたトナー像を前記用紙に定着させる定着ユニットである、画像形成装置。

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